JP5826271B2 - 切削工具及び切削板 - Google Patents

Description

本発明は、支持工具を備え、支持工具は、すくい面に締付けくぼみを有する切削板を収容する切欠きを有し、切削板は、ノーズを有する押さえ指により支持工具内に保持されており、押さえ指は、締付けねじを介して支持工具上に、締付けねじを締めたときに押さえ指が切削板を切欠き内に引き込むように固定されており、かつノーズには、切削板の締付けくぼみ内に係合する三日月形の係合要素が配置されている切削工具に関する。

この種の切削工具は、米国特許第７０７３９８６号明細書に記載されている。押さえ指は、長手方向孔内に設けられたピンを介して強制案内されているので、確かに、切削板を支持体の切欠きに引き込みはするが、切削板に対する押さえ指の半径方向の押圧力は、実質的に生じない。さらに、押さえ指の二重のガイドによって、切削板の確実なクランプは、しばしば不可能である。その結果、使用中に切削工具から切削板が脱落する恐れがある。

本発明の課題は、請求項１の前提部に記載の切削工具を、切削板に対する締付け力が改善されているように形成することである。切削板座部の座面に向かう押す力と、切削板座部の背面に向かう引く力との比も改善されることが望ましい。

本発明において、この課題は、請求項１に記載の特徴により解決される。

上述の締付けねじは、締付けねじの軸部に対して張り出した締付け頭部を有し、締付け頭部は、押さえ指の、締付けねじの軸線に対して角度が付けられた載置面に載置され、この角度が付けられた載置面は、切削板に対する押さえ指の押す力が増強されているように配置されている。これにより、締付け頭部は、その全面で押さえ指の載置面を押圧するのではなく、押さえ指の押す力が増強されているように押圧する。これにより、切削板を押す力は改善されている。角度が付けられた載置面は、押圧点を可及的前方にノーズ方向へと移動させる。その結果、押す力と引く力との最適な比が設定可能である。これにより、押す力の作用点は、切削板方向に移動する。

付加的に、締付け状況は、押さえ指のノーズが、切削板のすくい面に載置されるクランプ面を有することにより、さらに改善される。これにより、係合要素によって切削板に力が加えられるだけでなく、クランプ面も切削板を押圧するので、これによっても、切削板に対する締付け力は改善されている。

好ましくは、角度が付けられた載置面の、締付けねじの軸線に関して最も高い位置にある領域が、載置面のその他の領域と比較して、押さえ指のノーズの最も近傍に位置する。この最も高い位置にある領域を締付け頭部が押圧する。これにより、締付け力は、できる限りノーズ寄りで押さえ指に印加され、切削板に対する締付け力は、改善されている。

好ましくは、締付けねじの軸部及び締付け頭部が、押さえ指に設けられた長穴内で案内されている。これにより、締付けねじは、ねじ締めの際に遊びを伴って押さえ指内で案内されている。

好ましい一態様は、押さえ指が、押さえ指の、ノーズとは反対側の端部に、平らでないか、凹面状か、又は凸面状の斜面を有し、この斜面が、支持工具に設けられた別の斜面に載置され、締付けねじを締めたときに、切削板とは反対方向に押さえ指を動かすようになっていることを特徴とする。これにより、係合要素を介して切削板は、支持工具に設けられた切欠き、すなわち切削板座部に引き込まれる。例えば平らでない斜面の中空の形状により、押さえ指が３点の載置点を有し、ひいては確実に切削板及び支持工具上に位置することが保証される。この場合、押さえ指は、２点の載置点をノーズとは反対側の端部に有し、１点の載置点を切削板上に有する。

切削板を簡単に支持工具から取り外すことができるように、好ましくは、押さえ指と支持工具との間に圧縮ばねが配置されている。押さえ指内での締付けねじの配向も可能である。いずれにしても、締付けねじの螺解時、押さえ指が持ち上がり、これにより切削板を解放することが保証されていなければならない。

このために、一態様において、支持工具には、斜面の領域に、第１の孔が配置されており、かつ押さえ指には、第１の孔に対して０°〜９０°の角度をなして、第２の孔が配置されており、圧縮ばねは、一端において第１の孔内に配置され、他端において第２の孔内に配置されている。締付けねじの螺解時、ばねによって押さえ指は持ち上げられる。一態様において、第１の孔は、第２の孔に対して一直線上に、すなわち０°の角度で配置されていてもよい。

切削板の配向を保証するために、押さえ指のノーズに設けられたクランプ面は、円形から逸脱した幾何学形状をなして形成されており、切削板のすくい面に設けられた、クランプ面のネガ型の形状に相当する凹部内に係合する。これにより、例えば円柱状の切削板において、方向あるいは姿勢を規定することができる。このことは、切削板の規定通りの刃先交換のサイクル（Ｗｅｉｔｅｒｔａｋｔｅｎ）を可能にし、ひいては切削板の最適な使用を可能にする。

好ましくは、係合要素はクランプ面に配置され、締付けくぼみは凹部内に配置されている。これにより、クランプ面が切削板の凹部に載置されると同時に、係合要素が締付けくぼみに係合するので、切削板は、引き寄せられると同時に、上方から座部に押し込まれる。もちろん、係合要素は、クランプ面が常に平らにすくい面あるいは凹部に載置される大きさ又は長さであることが望ましい。係合要素がより大きければ、クランプ面はすくい面又は凹部に面接触せず、クランプ面による切削板に対する上方からの圧力は発生しなくなる。

一態様において、クランプ面は、三日月形の係合要素の中心に対して偏心的に形成されている。これにより、切削板の方向あるいは姿勢は規定されている。クランプ面は例えば楕円に形成されている。切削板に設けられた締付けくぼみは、ノーズのクランプ面に適合されている。切削板への締付けくぼみの形成は、焼結によってか、又は材料を除去することによって実施可能である。

特別な態様において、クランプ面は、丸みを帯びた辺を有する三角形に形成されている。この目的のために、切削板の中心に向かって偏心的に形成された別の凹部も可能である。

本発明に係る、すくい面と、すくい面に設けられた締付けくぼみとを備える切削板は、すくい面に凹部が配置され、凹部内に締付けくぼみが配置されており、締付けくぼみ内に円形の突起が存在し、突起の高さは、すくい面より下に位置し、かつ凹部は、円形から逸脱した幾何学形状をなして形成されていることを特徴とする。本態様は、円形の突起を前方から、すなわち切れ刃に向かって抱持し、プレート座への引き込みによって保持する三日月形の係合要素のために特に適している。

好ましくは、凹部は、楕円か、又は丸みを帯びた辺を有する三角形に形成されている。

好ましくは、この切削板は、本発明に係る切削工具において使用される。

以下に、本発明について様々な図面を参照しながら詳説する。

本発明に係る切削工具の断面図である。 切削板を締め付ける押さえ指を上から見たである。 図２の断面図である。 押さえ指を下から見た図である。 三角形の凹部を有する三角形の切削板を示す図である。 三角形の凹部を有する円形の切削板を示す図である。 押さえ指によって締め付けられる、切れ刃を有する切削板を示す図である。 締め付け指を下から見た図である。 締付けねじを有する押さえ指の図１３に示す線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図９に示す部分Ｂの拡大図である。 押さえ指を示す図である。 図１１に示す部分Ｃの拡大図である。 押さえ指の一実施の形態を下から見た図である。 切削板を上から見た図である。 図１４に示す線Ａ−Ａに沿った断面図である。 図１５に示す部分Ｂの拡大図である。 本発明に係る切削板を示す図である。

図面には、押さえ指１あるいは押さえ金が、締付けねじ２と、平らでない斜面３ａ（図８，９，１１，１３参照）と、締付けくぼみとによって配向されている様子が看取可能である。このことは、押さえ指１が回動防止された状態で支持工具２４あるいはキャリアに固定されていることを意味している。ばね４（図１参照）は、締付けねじ２を螺解した際の押さえ指１の持ち上げを保証するので、締付けねじ２を一回転させただけで既に切削板５，９，３０あるいはチップを取り外すことが可能である。列挙するすべての実施の形態において、切削板５，９，３０は、反転式若しくは刃先交換式の切削板又はスローアウェイチップであってよい。

押さえ指１は、斜面３あるいは３ａ及び３ｂ（図１，８，９，１１，１３）を介して、締付けの際に後方に引かれる。押さえ指１に角度あるいは勾配を付けて設けられた載置面６（図１参照）は、押圧点を可及的前方に移動させる。その結果、押す力と引く力との最適な比が設定可能である。締付けねじ２は、好ましくはリテーナリング４０によって押さえ指１に固定されている（図９参照）。

押さえ指１は、押さえ指１のノーズ２１に載置面あるいはクランプ面１１（図４参照）を有している。載置面あるいはクランプ面１１は、押圧力を切削板５，９，３０に伝達する。切削板５，９，３０の締付けくぼみ２２内に設けられた突起２３は、押さえ指１のクランプ面１１に設けられた環状区分あるいは三日月形の係合要素１２によって抱囲される（図１，３，４，１０，１２参照）。締付けの際、押さえ指１は、下方及び後方への運動を行う。クランプ面１１は、切削板５，９，３０と支持板７（図１）との接触を確保する。環状区分あるいは三日月形の係合要素１２は、切削板座部に向かってか、あるいは支持工具２４に設けられた切欠き８あるいは空所内への、切削板５，９，３０の後退を保証し、切削板５，９，３０を形状結合（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇ：形状による束縛）式に所定の位置に保持する。

角度あるいは向きが切削板５，９の幾何学形状により規定されていないか、又は十分に規定されていない切削板幾何学形状の場合、押さえ指１のノーズ２１の形状が利用される。このノーズ２１のネガ型の形状を有する、切削板５，９のすくい面１０に設けられた凹部２０は、押さえ指１の向きに応じてその向きを決めるようになっている。これにより、切削板５，９の配向は保証される。図１４，１５には、凹部２０を有しない正方形の切削板３０を示してある。締付けくぼみ２２について言えば、この正方形の切削板３０は、その他の切削板５，９と変わらない。

円形の切削板９の場合、凹部２０と、ノーズ２１あるいはクランプ面１１の形状とによって、刃先交換のサイクル（回転周期）は均等化される。切れ刃１７が無駄に消費されてしまわないことと、既に使用された切れ刃１７が再び使用されてしまわないこととが保証される。使用条件次第で、各サイクルの角度は変更可能である。反転式の切削板の場合、一定のＬ寸法及びＭ寸法での角度の配向は、ノーズ領域における形状結合によって保証される。

図５及び図７は、略三角形の切削板５を、図６は、円形の切削板９を、図１４及び１５は、正方形の切削板３０あるいはインサートを、金属製の被加工物を切削加工するためのスローアウェイチップとして示している。切削板５，９は、すくい面１０に凹部２０を有している。凹部２０のネガ型の形状は、押さえ指１のノーズ２１の下面あるいはクランプ面１１の形状に相当している。凹部２０内には、円形の締付けくぼみ２２が存在する。さらに、この締付けくぼみ２２の中心には、球形あるいは円形の突起２３が配置されている。この締付けくぼみ２２及び突起２３は、適当な支持工具２４に設けられた対応する収容部（本明細書では、切削板座部８という）内に切削板５，９，３０を固定するために働くべきものである。

図１は、この種の支持工具２４を、締付けねじ２によって固定された押さえ指１とともに示している。押さえ指１は、図１，２，３，４，７及び８乃至１３に示してある。締付けねじ２を締めることにより発生する締付け力は、押さえ指１を介して切削板５，９，３０に伝達される。特別な特徴として、押さえ金あるいは押さえ指１は、切削板５，９，３０の上方に位置する下面に、三日月形の係合要素１２を有している。組み付けられた状態で、ノーズ２１の下面あるいはクランプ面１１は、切削板５，９，３０の凹部２０あるいはすくい面に載置されている。同時に三日月形の係合要素１２は、締付けくぼみ２２内に係合し、突起２３を半円形に囲繞する。この三日月形の係合要素１２は、突起２３を前方より抱持しなければならない。前とは、ノーズ２１側（例えば図１参照）を指し、後とは、斜面３ａ，３ｂ側を指している。

締付けねじ２を締めると、押さえ指１は、下降すると同時に、斜面３ａにおいて、支持工具２４に設けられた対応する斜面３ｂに沿って後方に滑動する。押さえ指１が、斜面３とは反対側で、三日月形の係合要素１２を介して、発生する締付け力により形状結合式に締付けくぼみ２２内に係合して、突起２３を前方より抱持するので、横方向に切削板座部角隅に向かって方向付けられた運動は、切削板５，９，３０に伝達される。ある特定の締付け力に達すると、切削板５，９，３０に対する押さえ指１のてこ運動は、拡大し、さらに付加的にノーズ２１の下面、すなわちクランプ面１１でもって、凹部２０あるいはすくい面１０（図１４，１５参照）を押圧する。この協働の際立った特徴は、すべての要素の組み合わせにおいて、切削板５，９，３０が切削板座部から外れることが、存在する形状及び斜面によってもはや不可能であることにある。

図４，８，１１及び１２は、三日月形の係合要素１２を有する押さえ指１の下面を示している。三日月形の係合要素１２は、締付けくぼみ２２内に係合して、突起２３を半円形に抱持する。凹部２０に載置されるノーズ２１も明りょうに看取可能である。ノーズ２１及び対応する凹部２０は、図５及び６に示してあるように、オーバルに形成されている。本実施の形態は、これにより力が良好に伝達されるとともに、ノーズ２１が過度に細くなって折損する恐れがないため、有利である。ノーズ２１の構成と、凹部２０の対応形状の構成とによって、何回切削板５，９を支持工具２４上で回転させ得るかが決まる。このことは、特に図６に示した円形の切削板において有利である。従来、円形の切削板９は、回転角が小さすぎる場合があって、この場合、すべてが未使用の切れ刃が加工の用に供されるわけではない。凹部２０と、ノーズ２１の対応するクランプ面１１とによって、このことはもはや起こり得ない。正確な締付けは、予め決められた方向でのみ可能である。

付加的に、図１４乃至図１６には、突起２３が配置されている締付けくぼみ２２を有する正方形の切削板３０を示してある。突起２３の頂点３１は、すくい面１０より若干下に位置している。好ましくは、この頂点は、すくい面１０の下１ｍｍのところに位置している。本態様の場合、回動防止手段は不要である。

Claims (10)

1. 支持工具（２４）を備え、該支持工具（２４）は、すくい面（１０）に締付けくぼみ（２２）を有する切削板（５，９，３０）を収容する切欠き（８）を有し、
   前記切削板（５，９，３０）は、ノーズ（２１）を有する押さえ指（１）により前記支持工具（２４）内に保持されており、
   前記押さえ指（１）は、締付けねじ（２）を介して前記支持工具（２４）上に、前記締付けねじ（２）を締めたときに前記押さえ指（１）が前記切削板（５，９，３０）を前記切欠き（８）内に引き込むように固定されており、かつ前記ノーズ（２１）には、前記切削板（５，９，３０）の前記締付けくぼみ（２２）内に係合する三日月形の係合要素（１２）が配置されている切削工具であって、
   ａ）前記締付けねじ（２）は、該締付けねじ（２）の軸部（２ａ）に対して張り出した締付け頭部（２ｂ）を有し、該締付け頭部（２ｂ）は、前記押さえ指（１）の、前記締付けねじ（２）の軸線（１６）に対して角度が付けられた載置面（６）に載置され、この角度が付けられた載置面（６）は、前記切削板（５，９，３０）に対する前記押さえ指（１）の押す力が増強されているように配置されており、
   ｂ）前記押さえ指（１）のノーズ（２１）は、前記切削板（５，９，３０）のすくい面（１０）に載置されるクランプ面（１１）を有し、
   ｃ）前記押さえ指（１）は、該押さえ指（１）の、前記ノーズ（２１）とは反対側の端部に斜面（３ａ）を有し、該斜面（３ａ）は、前記支持工具（２４）に設けられた斜面（３ｂ）に載置され、前記締付けねじ（２）を締めたときに、前記切削板（５，９，３０）とは反対方向に前記押さえ指（１）を動かすようになっており、
   ｄ）前記押さえ指（１）と前記支持工具（２４）との間に圧縮ばね（４）が配置されており、
   ｅ）前記支持工具（２４）には、前記斜面（３ｂ）の領域に、第１の孔（１４）が配置されており、かつ前記押さえ指（１）には、前記第１の孔（１４）に対して０°〜９０°の角度をなして、第２の孔（１５）が配置されており、前記圧縮ばね（４）は、一端において前記第１の孔（１４）内に配置され、他端において前記第２の孔（１５）内に配置されていることを特徴とする、切削工具。
2. 前記角度が付けられた載置面（６）の、前記締付けねじ（２）の軸線（１６）に関して最も高い位置にある領域が、前記載置面（６）のその他の領域と比較して、前記押さえ指（１）のノーズ（２１）の最も近傍に位置する、請求項１記載の切削工具。
3. 前記締付けねじ（２）の軸部（２ａ）及び締付け頭部（２ｂ）は、前記押さえ指（１）に設けられた長穴内で案内されている、請求項１又は２記載の切削工具。
4. 前記斜面（３ａ）は、平らでないか、凹面状か、又は凸面状である、請求項１から３までのいずれか１項記載の切削工具。
5. 前記押さえ指（１）のノーズ（２１）に設けられた前記クランプ面（１１）は、円形から逸脱した幾何学形状をなして形成されており、
   前記クランプ面（１１）に配置された前記係合要素（１２）が、前記切削板（５，９，３０）のすくい面（１０）に設けられた凹部（２０）内に配置された前記締付けくぼみ（２２）に係合する、請求項１から４までのいずれか１項記載の切削工具。
6. 前記クランプ面（１１）は、前記三日月形の係合要素（１２）の中心に対して偏心的に形成されている、請求項５記載の切削工具。
7. 前記クランプ面（１１）は、丸みを帯びた辺を有する三角形に形成されている、請求項５記載の切削工具。
8. 請求項１から７までのいずれか１項記載の切削工具のために使用する、すくい面（１０）と、該すくい面（１０）に設けられた締付けくぼみ（２２）とを備える切削板（５，９，３０）であって、
   前記すくい面（１０）に凹部（２０）が配置され、該凹部（２０）内に前記締付けくぼみ（２２）が配置されており、該締付けくぼみ（２２）内に円形の突起（２３）が存在し、該突起（２３）の高さは、前記すくい面（１０）より下に位置し、かつ前記凹部（２０）は、円形から逸脱した幾何学形状をなして形成されていることを特徴とする、切削板。
9. 前記凹部（２０）は、楕円に形成されているかつ／又は三日月形の係合要素（１２）の中心に対して偏心的に形成されている、請求項８記載の切削板。
10. 前記凹部（２０）は、丸みを帯びた辺を有する三角形に形成されている、請求項８記載の切削板。

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